CN112040845A - 电子设备 - Google Patents
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Abstract
电子设备包括:具有由用户保持的保持面的外装部以及能够相对于外装部位移的测定部,测定部具有:能够根据用户的脉波进行位移的臂部以及能够检测基于脉波的臂部的位移的传感器。
Description
相关申请的相互参照
本申请主张2018年5月1日在日本提出的日本特愿2018-088110号的优先权,并将该在先申请的公开内容全部引入本申请用于参照。
技术领域
本发明涉及电子设备。
背景技术
以往,已知一种在佩戴于被检者的手腕的状态下获取被检者的生物信息的电子设备(例如,参照专利文献1和专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/174839号
专利文献2:国际公开第2016/194308号
发明内容
电子设备的一个方式包括:具有由用户保持的保持面的外装部;以及能够相对于所述外装部位移的测定部。所述测定部具有:能够根据用户的脉波进行位移的臂部;以及能够检测基于所述脉波的所述臂部的位移的传感器。
附图说明
图1是一个实施方式的电子设备的概略的外观立体图。
图2是一个实施方式的电子设备的概略的外观立体图。
图3是表示一个实施方式的被检者使用电子设备测定生物信息的情形的概略图。
图4是表示一个实施方式的电子设备的未使用时的状态的概略的外观立体图。
图5是表示传感器部和主体部的概略图。
图6是示意性地表示从左侧观察电子设备的情况下的被检者的手腕与臂部的位置关系的概略图。
图7是表示一个实施方式的电子设备的概略结构的功能框图。
图8是表示具有通知部的电子设备的一例的概略的外观立体图。
图9是表示由传感器部获取的脉波的一例的图。
图10是表示计算出的AI的时间变动的图。
图11是表示计算出的AI和血糖值的测定结果的图。
图12是表示计算出的AI与血糖值的关系的图。
图13是表示计算出的AI和中性脂肪值的测定结果的图。
图14是表示估计血液的流动性以及糖代谢和脂质代谢的状态的过程的流程图。
图15是表示一个实施方式的系统的概略结构的示意图。
图16是表示传感器部和臂部的概略图。
图17是电子设备的一个变形例的概略的外观立体图。
图18是电子设备的一个变形例的概略的外观立体图。
图19是表示电子设备安装于底座的状态的一例的外观立体图。
图20是表示电子设备与底座的结合状态的一例的图。
具体实施方式
根据电子设备的结构,存在难以简便地测定生物信息的情况。若电子设备构成为更简便地容易获取生物信息,则对于被检者而言提高了有用性。本发明涉及提供一种能够提高有用性的电子设备。根据本发明,能够提供一种能够提高有用性的电子设备。以下,参照附图对一个实施方式进行详细说明。
图1和图2是一个实施方式的电子设备100的概略的外观立体图。图1和图2表示分别从不同的视点观察电子设备100时的概略的外观。电子设备100具有外装部110和测定部120。
在被检者使被检部位与测定部120接触的状态下,电子设备100测定被检者的生物信息。电子设备100所测定的生物信息是由测定部120能够测定的被检者的脉波。在本实施方式中,以下,以电子设备100使被检者的手腕与测定部120接触而获取脉波为一例进行说明。
测定部120用于生物信息的测定。外装部110从外界覆盖测定部120中的至少一部分。外装部110能够保护测定部120的覆盖部分。被检者在使用电子设备100测定生物信息的情况下,通过用一只手保持外装部110来支承电子设备100。
外装部110具有罩部111、两个侧面部112a、112b、背面部113、以及底面部114。在外装部110中,两个侧面部112a、112b、背面部113构成在测定生物信息的情况下由被检者保持的保持面。
图3是表示被检者使用电子设备100来测定生物信息的情形的概略图。在测定生物信息的情况下,被检者使罩部111和底面部114与例如桌子等的台面接触,将电子设备100载置于台面上。罩部111和/或底面部114的与台面接触的位置的至少一部分上可以设置有例如橡胶等的防滑件。通过设置防滑件,容易稳定地将电子设备100载置于台面上。
在被检者将电子设备100载置于台面上的状态下,将手腕放置于罩部111,将手腕推压至测定部120一侧。被检者将手腕推压至测定部120,使得例如后述的测定部120的触脉部132与尺动脉或桡动脉所在的位置接触。此时,被检者通过用未推压手腕的一侧的手支承保持面并向该手腕的一侧推压,能够维持触脉部132与手腕的接触状态。电子设备100测定在被检者的手腕中流过尺动脉或桡动脉的血液的脉波。
参照图1和图2,在本实施方式中,背面部113构成为大致长方形的平板形状。在本说明书中,如图1和图2所示,以下将大致长方形的平板形状的背面部113的短边方向设为x轴方向,将大致长方形的平板形状的背面部113的长边方向设为z轴方向,将平板形状的背面部113的正交方向(即xz平面的正交方向)设为y轴方向进行说明。另外,电子设备100的一部分如本说明书中说明的那样构成为可动,但在本说明书中说明与电子设备100相关的方向时,只要没有特别提及,则设为表示图1和图2所示的状态下的x、y、z轴方向。另外,在本说明书中,将z轴正方向称为上,将z轴负方向称为下。另外,将y轴负方向称为电子设备100的正面侧,将y轴正方向称为电子设备100的背面侧。另外,将x轴正方向设为电子设备100的左侧,将x轴负方向设为电子设备100的右侧。
底面部114例如构成为平板形状。在电子设备100中,底面部114配置为在大致长方形的背面部113的下方的短边处与背面部113正交。背面部113和底面部114也可以相互固定。在底面部114固定有沿着保持面的方向即沿z轴方向延伸的轴部115。
两个侧面部112a、112b构成为平板形状。在电子设备100中,两个侧面部112a、112b配置为在大致长方形的背面部113的两个长边的每一个边上与背面部113正交。背面部113和两个侧面部112a、112b也可以相互固定。
在电子设备100中,由背面部113保护测定部120的背面侧。另外,由底面部114保护测定部120的底面侧。另外,由两个侧面部112a、112b保护测定部120的左右的侧面侧。
罩部111构成为包括大致长方形的平板形状的构件、以及设置为从该平板形状的构件的长边与该平板形状的构件正交的构件。如图3的一例所示,被检者将手腕放置于在罩部111中设置为与平板形状的构件正交的构件上,执行基于电子设备100的生物信息的测定。在测定生物信息时,通过将手腕载置于罩部111上,被检者能够使手腕的位置稳定。其结果是,被检者能够使测定部120稳定地与手腕接触,容易提高生物信息的测定精度。
罩部111在一端111a侧与侧面部112a、112b连接。一端111a在图1所示的状态下是指背面侧的端部。如图1的箭头A所示,罩部111以连结罩部111与侧面部112a、112b各自的连接部116a、116b的直线(轴)S1为轴,以能够在yz平面上旋转的方式与侧面部112a、112b连接。即,能够使罩部111在以下的两个状态之间进行位移:如图1所示那样平板形状的构件沿着xy平面的状态、通过以轴S1为轴在yz平面上旋转罩部111从而平板形状的构件沿着xz平面的状态。以下,在本说明书中,将如图1所示那样罩部111的平板形状的构件沿着xy平面的状态也表述为电子设备100打开的状态。另外,以下,在本说明书中,将罩部111的平板形状的构件沿着xz平面的状态也表述为电子设备100关闭的状态。
图4是表示电子设备100的未使用时的状态、即未使用电子设备100进行生物信息的测定的情况下的状态的概略的外观立体图。在未使用电子设备100时,如图4所示,被检者能够使电子设备100的罩部111处于关闭的状态。通过使罩部111处于关闭的状态,测定部120的正面侧得到保护。另外,通过使罩部111处于关闭的状态,与电子设备100处于打开的状态相比,成为折叠成较小的状态,因而被检者容易将电子设备100放入例如箱子或手提包等中进行携带。
参照图1和图2,测定部120具有主体部121和传感器部130。
主体部121在壁面部122的背面侧具有连接部123。连接部123具有供轴部115穿过的轴承,通过轴部115穿过该轴承,从而测定部120经由轴部115安装于外装部110。因此,如图1的箭头B所示,测定部120在与作为保持面的侧面部112a、112b和背面部113交叉的xy平面上能够以轴部115为中心旋转的方式安装于外装部110。即,测定部120相对于外装部110以能够沿xy平面旋转的方式安装于外装部110。
另外,如图1和图2的箭头C所示,测定部120沿着轴部115即沿着z轴方向,以相对于外装部110在上下方向上能够位移的方式安装于外装部110。在本实施方式中,由于轴部115沿着保持面而构成,因而测定部120能够沿着保持面位移。
传感器部130配置于由主体部121的壁面部122形成的、由壁面所包围的空间。在此,参照图5对测定部120的细节进行说明。图5是表示传感器部130以及主体部121的概略图。图5是从正面观察时电子设备100的中央沿着yz平面的剖视图,是表示从电子设备100左侧观察时的状态的图。但是,在图5中,关于壁面部122仅图示了背面侧。
如图5所示,主体部121在壁面部122的背面侧具有连接部123。连接部123具有供轴部115穿过的轴承123a。在轴承123a的内部设置有板簧124。由于板簧124的弹力,测定部120相对于轴部115的上下方向的位置被固定在规定的位置。
传感器部130具有臂部133。臂部133在一端133a侧与壁面部122连接。臂部133例如在一端133a侧具有轴承,通过与壁面部122的左右的两侧面连接的轴S2穿过该轴承,从而臂部133与壁面部122连接。这样,通过传感器部130与主体部121的壁面部122连接,如图5的箭头D所示,臂部133以轴S2为轴,另一端133b侧能够在yz平面上旋转。臂部133只要构成为能够沿着与测定部120旋转位移的面交叉的面进行位移即可。
臂部133经由弹性体140与壁面部122的正面侧的壁面连接。臂部133与壁面部122连接,使得在弹性体140未被推压的状态下,臂部133的另一端133b成为比壁面部122的正面侧的端部122a向正面侧突出更多的状态。即,在弹性体140未被推压的状态下,从电子设备100的左侧观察测定部120时,另一端133b比壁面部122向正面侧突出更多。
弹性体140例如也可以是弹簧。但是,弹性体140并不限定于弹簧,也可以是其他任意的弹性体例如树脂或海绵等。在图5所示的例中,弹性体140是扭转螺旋弹簧,一端133a与另一端133b的中央附近通过扭转螺旋弹簧与壁面部122连接。
在臂部133的另一端133b结合有触脉部132。触脉部132是在使用电子设备100测定生物信息时,与成为被检者的血液的脉波的测定对象的被检部位接触的部分。在本实施方式中,被检者使触脉部132与例如尺动脉或桡动脉所在的位置接触。触脉部132可以由难以吸收由被检者的脉搏引起的身体表面的变化的材料构成。触脉部132可以由被检者在接触状态下不易感到疼痛的材料构成。例如,触脉部132可以由在内部填充了珠子的布制的袋等构成。触脉部132可以构成为例如能够相对于臂部133装卸。例如,被检者可以匹配自身的手腕的大小和/或形状而将多个大小和/或形状的触脉部132中的一个触脉部132佩戴于臂部133。由此,被检者能够使用与自身手腕的大小和/或形状匹配的触脉部132。
传感器部130具有检测臂部133的位移的例如由陀螺仪传感器构成的角速度传感器131。角速度传感器131只要能够检测臂部133的角度位移即可。传感器部130所具有的传感器不限于角速度传感器131,例如可以是加速度传感器、角度传感器、其他的运动传感器,也可以具有这些多个传感器。
如图3作为一例所示,在本实施方式中,在基于电子设备100的生物信息的测定中,被检者使触脉部132与被检者的左手的拇指侧的动脉即桡动脉上的皮肤接触。由于配置在壁面部122与臂部133之间的弹性体140的弹力,配置于臂部133的另一端133b侧的触脉部132与被检者的桡动脉上的皮肤接触。臂部133根据被检者的桡动脉的活动即脉动而位移。角速度传感器131通过检测臂部133的位移来获取脉波。脉波是指,从身体表面捕捉到的因血液的流入而产生的血管的容积时间变化的波形。
如上所述,在弹性体140未被推压的状态下,臂部133的另一端133b呈比壁面部122的正面侧的端部更向正面侧突出的状态。当被检者使触脉部132与桡动脉上的皮肤接触时,弹性体140根据脉动而伸缩,触脉部132发生位移。使用具有适度的弹性率的弹性体,以使弹性体140不妨碍脉动且根据脉动而伸缩。
电子设备100可以在外装部110或测定部120的适当的位置上具有用于电子设备100进行脉波的测定的各种功能部。例如,电子设备100可以具有后述的控制部、电源部、存储部、通信部、通知部、以及使这些功能部动作的电路和连接它们的线缆等。
接着,对在使用电子设备100测定生物信息的情况下的电子设备100的可动部的活动进行说明。
在被检者使用电子设备100测定生物信息的情况下,如上所述,在将电子设备100载置于台面上的状态下,将手腕放置于罩部111,并将手腕推压至测定部120侧。然后,被检者使触脉部132与手腕的桡动脉上的皮肤接触。在此,由于测定部120构成为能够向图1的箭头C的方向位移,因此,如图6所示,测定部120所具备的传感器部130的臂部133也能够向作为z轴方向的箭头C的方向位移。因此,被检者能够匹配自身的手腕的大小和粗细等使臂部133向箭头C的方向位移,以使触脉部132与桡动脉上的皮肤接触。被检者能够在位移后的位置上利用板簧124来固定测定部120的上下方向的位置。这样一来,根据电子设备100,容易将传感器部130的位置调整为适于测定的位置。因此,根据电子设备100,测定的精度会提高。此外,在图1所示的例子中,对测定部120能够沿着z轴方向位移进行了说明,但测定部120也可以未必构成为能够沿着z轴方向位移。测定部120只要构成为例如能够匹配手腕的大小和粗细等而调整位置即可。例如,测定部120也可以构成为能够沿着与xy平面交叉的方向发生位移。
在此,当触脉部132在桡动脉上的皮肤上与皮肤表面正交的方向上接触时,传递至臂部133的脉动变大。即,触脉部132的位移方向(图5的箭头D所示的方向)是与皮肤表面正交的方向的情况下,传递到臂部133的脉动变大,能够提高脉动的获取精度。在本实施方式的电子设备100中,如图1的箭头B所示,测定部120构成为能够相对于外装部110以轴部115为中心旋转。由此,被检者能够调整测定部120的方向,以使触脉部132的位移方向成为与皮肤表面正交的方向。即,电子设备100能够调整测定部120的方向以使触脉部132的位移方向成为与皮肤表面正交的方向。这样一来,根据电子设备100,能够根据被检者的手腕的形状来调整测定部120的方向。由此,被检者的脉动的变化更容易传递到臂部133。因此,根据电子设备100,测定的精度将提高。
此外,在图1所示的例子中,对测定部120能够沿着xy平面旋转进行了说明,但测定部120也可以未必构成为能够沿着xy平面位移。测定部120只要构成为例如能够调整触脉部132相对于皮肤表面的接触方向即可。例如,测定部120可以构成为能够沿着与保持面交叉的面发生位移。
当被检者如此使触脉部132与手腕的桡动脉上的皮肤接触时,用未与触脉部132接触的一侧的手保持外装部110。例如,在图3所示的例子中,被检者使触脉部132与左手的手腕的桡动脉上的皮肤接触,并用右手保持外装部110。此时,被检者可以使以右手保持的外装部110以轴S1为轴沿从左侧观察电子设备100的情况下的逆时针方向旋转,从而使背面部113的上端侧向y轴负方向位移。由此,主体部121也向y轴负方向位移。通过主体部121向y轴负方向位移,触脉部132由弹性体140的弹力向桡动脉侧施力。由此,触脉部132更可靠地容易捕捉脉动的变化。因此,根据电子设备100,测定的精度将提高。
背面部113的旋转方向(如箭头A所示的方向)与臂部133的旋转方向(如箭头D所示的方向)可以大致平行。背面部113的旋转方向与臂部133的旋转方向越接近于平行,在使背面部113的上端侧向y轴负方向位移时,弹性体140的弹力越有效地作用于臂部133。此外,背面部113的旋转方向与臂部133的旋转方向大致平行的范围,包括在背面部113的上端侧向y轴负方向位移时弹性体140的弹力能够施加于臂部133的范围。
在此,在背面部113的上端侧向y轴负方向位移时,壁面部122的正面侧的端部122a与手腕接触。通过端部122a与手腕接触,背面部113向y轴负方向的位移不会超过该接触位置以上。因此,通过端部122a,能够防止背面部113位移规定位置以上。假设背面部113向y轴负方向位移规定位置以上,则由于弹性体140的弹力,臂部133将强力地施力于桡动脉侧。由此,容易妨碍桡动脉的脉动。与此相对,在本实施方式的电子设备100中,通过壁面部122具有端部122a,能够防止从臂部133对桡动脉施加过度的压力,其结果是,不易妨碍桡动脉的脉动。这样,端部122a作为限制背面部113的可位移的范围的阻挡件发挥功能。
图7是表示电子设备100的概略结构的功能框图。电子设备100具有传感器部130、控制部143、电源部144、存储部145、通信部146、以及通知部147。在本实施方式中,控制部143、电源部144、存储部145、通信部146、以及通知部147例如包含在外装部110的内部。
传感器部130包括角速度传感器131,从被检部位检测脉动而获取脉波。
控制部143是对包含电子设备100的各功能块在内的电子设备100的整体进行控制和管理的处理器。另外,控制部143是根据所获取的脉波来计算基于脉波的传播现象的指标的处理器。控制部143由CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)等的处理器构成,该CPU执行规定了控制步骤的程序以及计算基于脉波的传播现象的指标的程序,该程序被存储于例如存储部145等的存储介质中。另外,控制部143基于计算出的指标,估计与被检者的糖代谢或脂质代谢等相关的状态。
电源部144例如具有锂离子电池及其充电和放电用的控制电路等,向电子设备100整体供给电力。
存储部145存储程序和数据。存储部145可以包括半导体存储介质以及磁存储介质等的任意的非暂时性(non-transitory)的存储介质。存储部145可以包括多种类的存储介质。存储部145可以包括存储卡、光盘、或光磁盘等的可移动的存储介质与存储介质的读取装置的组合。存储部145可以包括用作RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等的暂时性的存储区域的存储设备。存储部145存储各种信息和用于使电子设备100动作的程序等,并且还作为工作存储器发挥功能。存储部145例如也可以存储由传感器部130获取的脉波的测定结果。
通信部146通过与外部装置进行有线通信或无线通信,进行各种数据的收发。通信部146例如与为了管理健康状态而存储被检者的生物信息的外部装置进行通信,将电子设备100所测定的脉波的测定结果以及电子设备100所估计的健康状态向该外部装置发送。
通知部147通过声音、振动、以及图像等来通知信息。通知部147可以具有扬声器、振子、以及液晶显示器(LCD:Liquid Crystal Display)、有机EL显示器(OELD:OrganicElectro-Luminescence Display)、或无机EL显示器(IELD:Inorganic Electro-Luminescence Display)等的显示设备。在本实施方式中,通知部147通知例如被检者的糖代谢或脂质代谢的状态等生物信息的测定结果。
图8是表示具备通知部147的电子设备100的一例的概略的外观立体图。在图8所示的例中,通知部147由三个发光二极管(LED:Light Emitting diode)构成。三个LED设置于背面部113的上端部。三个LED可以分别以不同的颜色发光。在图8所示的例中,控制部143可以根据生物信息的测定结果,以不同的颜色和/或图案来点亮LED。被检者能够通过LED的发光色和/或图案来获知生物信息的测定结果。
图9是表示使用电子设备100在手腕上获取的脉波的一例的图。图9是将角速度传感器131用作脉动的检测单元的情况下的图。图9是对由角速度传感器131获取的角速度进行时间积分的图,横轴表示时间且纵轴表示角度。所获取的脉波有时会包括例如被检者的身体活动所引起的噪声,因此也可以进行利用去除DC(Direct Current:直流电)分量的过滤器的校正,仅提取脉动分量。
利用图9说明根据所获取的脉波来计算基于脉波的指标的方法。脉波的传播是由从心脏推出的血液引起的搏动在动脉的壁和血液中传播的现象。从心脏推出的血液引起的搏动作为前进波到达手脚的末梢,其中一部分被血管的分支部、血管内径的变化部等反射而作为反射波返回。基于脉波的指标例如有:前进波的脉波传播速度PWV(Pulse WaveVelocity)、脉波的反射波的大小PR、脉波的前进波与反射波的时间差Δt、以脉波的前进波与反射波的大小之比所表示的AI(Augmentation Index,增强指数)等。
图9所示的脉波是用户的n次的脉搏,n是1以上的整数。脉波是由来自心脏的血液的驱出而产生的前进波与从血管分支和血管内径的变化部产生的反射波重叠而成的合成波。在图9中,用PFn表示由每个脉搏的前进波产生的脉波的峰值的大小,用PRn表示由每个脉搏的反射波产生的脉波的峰值的大小,用PSn表示每个脉搏的脉波的最小值。另外,在图9中,用TPR表示脉搏的峰值的间隔。
基于脉波的指标是对从脉波得到的信息进行定量化的指标。例如,作为基于脉波的指标之一的PWV是基于在上臂与脚踝等两点的被检部位测定的脉波的传播时间差与两点间的距离而计算出的。具体而言,PWV是同步获取动脉在两点处的脉波(例如上臂和脚踝),并将两点间的距离(L)除以两点的脉波的时间差(PTT)而计算出的。例如,作为基于脉波的指标之一的反射波的大小PR既可以计算出基于反射波的脉波的峰值的大小PRn,也可以算出对n次进行平均化后的PRave。例如,作为基于脉波的指标之一的脉波的前进波与反射波的时间差Δt既可以计算规定的脉搏中的时间差Δtn,也可以计算对n次时间差进行平均化的Δtave。例如,作为基于脉波的指标之一的AI是将反射波的大小除以前进波的大小而得到的值,表示为AIn=(PRn-PSn)/(PFn-PSn)。AIn是每个脉搏的AI。AI例如可以进行几秒钟脉波的测定,计算每个脉搏的AIn(n=1~n的整数)的平均值AIave,作为基于脉波的指标。
脉波传播速度PWV、反射波的大小PR、前进波与反射波的时间差Δt、以及AI依赖于血管壁的硬度而变化,因而能够用于估计动脉硬化的状态。例如,若血管壁硬,则脉波传播速度PWV变大。例如,若血管壁硬,则反射波的大小PR变大。例如,若血管壁硬,则前进波与反射波的时间差Δt变小。例如,若血管壁硬,则AI变大。进而,电子设备100使用这些基于脉波的指标,能够估计动脉硬化的状态,并且能够估计血液的流动性(粘性)。特别是,电子设备100能够根据基于脉波的指标的变化来估计血液的流动性的变化,其中,该脉波是在相同被检者的相同被检部位以及动脉硬化的状态几乎没变化的期间(例如几天内)所获取的。在此,血液的流动性表示血液的流动容易度,例如,若血液的流动性低,则脉波传播速度PWV变小。例如,若血液的流动性低,则反射波的大小PR变小。例如,若血液的流动性低,则前进波与反射波的时间差Δt变大。例如,若血液的流动性低,则AI变小。
在本实施方式中,作为基于脉波的指标的一例,已经示出了电子设备100计算出脉波传播速度PWV、反射波的大小PR、前进波与反射波的时间差Δt、以及AI的例子,但基于脉波的指标并不限定于此。例如,电子设备100也可以使用后方收缩期血压作为基于脉波的指标。
图10是表示计算出的AI的时间变动的图。在本实施方式中,使用具备角速度传感器131的电子设备100在约五秒钟内获取脉波。控制部143根据所获取的脉波计算出每个脉搏的AI,进而计算出它们的平均值AIave。在本实施方式中,电子设备100在饭前和饭后的多个定时获取脉波,并计算出AI的平均值(以后称为AI)作为基于获取到的脉波的指标的一例。图10的横轴以饭后的最初的测定时间作为0而表示时间的经过。图10的纵轴表示根据在该时间获取的脉波而计算出的AI。被检者在安静的状态下在桡动脉上被获取了脉波。
电子设备100在饭前、刚吃完饭后、以及饭后每30分钟获取脉波,基于各自的脉波而计算出多个AI。根据饭前所获取的脉波而计算出的AI约为0.8。与饭前相比,刚吃完饭后的AI变小,饭后约1小时时AI成为最小的极值。直到饭后3小时处结束测定,AI逐渐地变大。
电子设备100能够根据计算出的AI的变化来估计出血液的流动性的变化。例如血液中的红血球、白血球、血小板聚集成团状或者粘合力变大时,血液的流动性变低。例如,若血液中的血浆的含水率变小,则血液的流动性变低。这些血液的流动性的变化例如基于后述的糖脂质状态、以及中暑、脱水、低体温等的被检者的健康状态而变化。在被检者的健康状态变得严重之前,被检者使用本实施方式的电子设备100,能够获知自身的血液的流动性的变化。从图10所示的饭前饭后的AI的变化,能够估计出饭后血液的流动性变低,饭后约1小时后血液的流动性最低,之后逐渐地血液的流动性变高。电子设备100也可以将血液的流动性低的状态表述为“粘稠”,将血液的流动性高的状态表述为“通畅”来进行通知。例如,电子设备100也可以以被检者的实际年龄的AI的平均值为基准进行“粘稠”、“通畅”的判定。电子设备100可以在计算出的AI大于平均值时判定为“通畅”,在计算出的AI小于平均值时判定为“粘稠”。电子设备100也可以例如以饭前的AI为基准进行“粘稠”、“通畅”的判定。电子设备100也可以将饭后的AI与饭前的AI进行比较来估计“粘稠”的程度。电子设备100例如能够将饭前的AI即空腹时的AI用作被检者的血管年龄(血管的硬度)的指标。如果电子设备100例如以被检者的饭前的AI即空腹时的AI为基准而算出所计算的AI的变化量,则能够减少基于被检者的血管年龄(血管的硬度)的估计误差,因而能够更高精度地估计血液的流动性的变化。
图11是表示计算出的AI和血糖值的测定结果的图。脉波的获取方法以及AI的计算方法与图10所示的实施方式相同。图11的右纵轴表示血中的血糖值,左纵轴表示计算出的AI。图11的实线表示根据获取的脉波计算出的AI,虚线表示测定的血糖值。血糖值是在获取脉波之后立即测定的。血糖值使用泰尔茂(Terumo Corporation)制造的血糖测定器“美迪赛福斐特(Medisafe fit)”而测定。与饭前的血糖值相比,刚吃完饭后的血糖值上升约20mg/dl。饭后约1小时后血糖值成为了最大的极值。之后,直到结束测定,血糖值逐渐变小,饭后约3小时后几乎与饭前的血糖值相同。
如图11所示,饭前饭后的血糖值与由脉波计算出的AI呈负相关。若血糖值升高,则由于血液中的糖而红血球和血小板聚集成团状或者粘合力变强,其结果是有时血液的流动性变低。若血液的流动性变低,则有时脉波传播速度PWV变小。若脉波传播速度PWV变小,则有时前进波与反射波的时间差Δt变大。若前进波与反射波的时间差Δt变大,则有时反射波的大小PR相对于前进波的大小PF变小。若反射波的大小PR相对于前进波的大小PF变小,则有时AI变小。由于饭后数小时内(在本实施方式中为3小时)的AI与血糖值具有相关,因此通过AI的变动,能够估计出被检者的血糖值的变动。另外,若预先测定被检者的血糖值,并获取与AI的相关,则电子设备100能够根据计算出的AI来估计被检者的血糖值。
基于饭后最初检测到的AI的最小极值即AIP的发生时间,电子设备100能够估计被检者的糖代谢的状态。电子设备100估计例如血糖值作为糖代谢的状态。作为糖代谢的状态的估计例,例如在饭后最初检测到的AI的最小极值AIP是经过规定时间以上(例如饭后约1.5小时以上)而被检测到的情况下,电子设备100能够估计为被检者是糖代谢异常(糖尿病患者)。
基于作为饭前的AI的AIB与作为在饭后最初检测到的AI的最小极值的AIP之差(AIB-AIP),电子设备100能够估计出被检者的糖代谢的状态。作为糖代谢的状态的估计例,例如在(AIB-AIP)为规定数值以上(例如0.5以上)的情况下,能够估计为被检者是糖代谢异常(饭后高血糖患者)。
图12是表示计算出的AI与血糖值的关系的图。计算出的AI和血糖值是在血糖值的变动较大的饭后1小时以内获取的值。图12的数据包括相同被检者的不同的多个饭后的数据。如图12所示,计算出的AI与血糖值呈负相关。计算出的AI与血糖值的相关系数为0.9以上,显示出非常高的相关。例如,若预先针对每个被检者获取图12所示的计算出的AI与血糖值的相关,则电子设备100还能够根据计算出的AI来估计被检者的血糖值。
图13是表示计算出的AI和中性脂肪值的测定结果的图。脉波的获取方法以及AI的算出方法与图10所示的实施方式相同。图13的右纵轴表示血中的中性脂肪值,左纵轴表示AI。图13的实线表示根据获取的脉波计算出的AI,虚线表示测定出的中性脂肪值。中性脂肪值在获取脉波之后立即测定。中性脂肪值是使用Technomedica公司(テクノメディカ社)制造的脂质测定装置“Pocket lipid(ポケットリピッド)”进行测定的。与饭前的中性脂肪值相比,饭后的中性脂肪值的最大极值上升约30mg/dl。在饭后约2小时后中性脂肪成为最大的极值。之后,直到结束测定为止,中性脂肪值逐渐变小,饭后约3.5小时后几乎与饭前的中性脂肪值相同。
与此相对,计算出的AI的最小极值在饭后约30分钟检测到第一最小极值AIP1,在饭后约2小时检测到第二最小极值AIP2。能够估计为在饭后约30分钟检测到的第一最小极值AIP1是基于前述的饭后的血糖值的影响而产生的值。在饭后约2小时检测到的第二最小极值AIP2与在饭后约2小时检测到的中性脂肪的最大极值,其发生时间几乎一致。由此,能够估计为从进餐起在规定时间以后检测到的第二最小极值AIP2是基于中性脂肪的影响而产生的值。可知饭前饭后的中性脂肪值与血糖值同样地,与根据脉波计算出的AI呈负相关。特别是,由于从进餐起到规定时间以后(在本实施方式中约1.5小时以后)所检测到的AI的最小极值AIP2与中性脂肪值具有相关,因此通过AI的变动,能够估计被检者的中性脂肪值的变动。另外,若预先测定被检者的中性脂肪值并获取与AI的相关,则电子设备100能够根据计算出的AI而估计出被检者的中性脂肪值。
基于在饭后规定时间以后检测到的第二最小极值AIP2的发生时间,电子设备100能够估计被检者的脂质代谢的状态。电子设备100例如估计脂质值作为脂质代谢的状态。作为脂质代谢的状态的估计例,例如在第二最小极值AIP2是饭后经过规定时间以上(例如4小时以上)后检测出的情况下,电子设备100能够估计为被检者是脂质代谢异常(高脂血症患者)。
基于作为饭前的AI的AIB与在饭后规定时间以后检测到的第二最小极值AIP2的差(AIB-AIP2),电子设备100能够估计被检者的脂质代谢的状态。作为脂质代谢异常的估计例,例如在(AIB-AIP2)为0.5以上的情况下,电子设备100能够估计为被检者是脂质代谢异常(饭后高脂血症患者)。
另外,根据图11至图13所示的测定结果,本实施方式的电子设备100能够基于饭后最早检测到的第一最小极值AIP1及其发生时间,估计被检者的糖代谢的状态。进而,本实施方式的电子设备100能够基于在第一最小极值AIP1之后且规定时间以后检测到的第二最小极值AIP2及其发生时间,估计被检者的脂质代谢的状态。
在本实施方式中,作为脂质代谢的估计例而说明了中性脂肪的情况,但脂质代谢的估计并不限定于中性脂肪。电子设备100所估计的脂质值例如包括总胆固醇、好(HDL:High Density Lipoprotein,高密度脂蛋白)胆固醇、以及坏(LDL:Low DensityLipoprotein,低密度脂蛋白)胆固醇等。这些脂质值也呈现与上述的中性脂肪的情况相同的倾向。
图14是表示基于AI来估计血液的流动性以及糖代谢和脂质代谢的状态的过程的流程图。使用图14说明基于本实施方式的电子设备100估计血液的流动性、以及糖代谢和脂质代谢的状态的流程。
如图14所示,电子设备100获取被检者的AI基准值作为初始设定(步骤S101)。AI基准值可以使用根据被检者的年龄所估计的平均AI,也可以使用事先获取的被检者的空腹时的AI。另外,电子设备100可以将在步骤S102~S108中判断为饭前的AI作为AI基准值,也可以将在即将测定脉波之前计算出的AI作为AI基准值。在该情况下,电子设备100在步骤S102~S108之后执行步骤S101。
接着,电子设备100获取脉波(步骤S102)。例如电子设备100对于在规定的测定时间(例如5秒钟)获取的脉波,判定是否取得了规定的振幅以上。对于获取的脉波,若得到了规定的振幅以上,则进入步骤S103。若未得到规定的振幅以上,则重复步骤S102(这些步骤未图示)。在步骤S102中,例如电子设备100在检测到规定的振幅以上的脉波时,自动地获取脉波。
电子设备100根据在步骤S102获取的脉波,计算AI作为基于脉波的指标并存储于存储部145(步骤S103)。电子设备100也可以根据每规定的脉搏数(例如3拍)的AIn(n=1~n的整数)来计算平均值AIave,将其作为AI。或者,电子设备100也可以计算特定的脉搏中的AI。
AI也可以例如通过脉搏数(PR)、脉压(PF-PS)、体温、被检出部的温度等而进行校正来计算。已知脉搏与AI以及脉压与AI均呈负的相关,温度与AI呈正的相关。在进行校正时,例如在步骤S103中,电子设备100除了AI以外还计算脉搏、脉压。例如,电子设备100也可以在传感器部130上搭载温度传感器,在步骤S102中获取脉波时,获取被检出部的温度。通过将所获取的脉搏、脉压、温度等代入事先制作的校正式中来校正AI。
接着,电子设备100将在步骤S101中获取的AI基准值与在步骤S103中计算出的AI进行比较,估计被检者的血液的流动性(步骤S104)。在计算出的AI大于AI基准值的情况下(“是”的情况下),估计为血液的流动性高,电子设备100例如通知“血液通畅”(步骤S105)。在计算出的AI小于等于AI基准值的情况下(“否”的情况下),估计为血液的流动性低,电子设备100例如通知“血液粘稠”(步骤S106)。
接着,电子设备100向被检者确认是否要估计糖代谢和脂质代谢的状态(步骤S107)。在步骤S107中不估计糖代谢和脂质代谢的情况下(“否”的情况下),电子设备100结束处理。在步骤S107中估计糖代谢和脂质代谢的情况下(“是”的情况下),电子设备100确认计算出的AI是在饭前还是在饭后获取的值(步骤S108)。在不是饭后(饭前)的情况下(“否”的情况下),电子设备100返回步骤S102,获取下一个脉波。在饭后的情况下(“是”的情况下),电子设备100存储与计算出的AI对应的脉波的获取时间(步骤S109)。接着,在获取脉波的情况下(步骤S110为“否”的情况下),电子设备100返回步骤S102,获取下一个脉波。在结束脉波测定的情况下(步骤S110为“是”的情况)进入步骤S111以后,电子设备100估计被检者的糖代谢和脂质代谢的状态。
接着,电子设备100从在步骤S104中计算出的多个AI中提取最小极值及其时间(步骤S111)。例如,在计算出如图13的实线所示的AI的情况下,电子设备100提取饭后约30分钟的第一最小极值AIP1、以及饭后约2小时的第二最小极值AIP2。
接着,电子设备100根据第一最小极值AIP1及其时间,估计被检者的糖代谢的状态(步骤S112)。进而,电子设备100根据第二最小极值AIP2及其时间,估计被检者的脂质代谢的状态(步骤S113)。被检者的糖代谢和脂质代谢的状态的估计例与前述的图11至图13相同,因此省略。
接着,电子设备100通知步骤S112和步骤S113的估计结果(步骤S114),结束图14所示的处理。通知部147进行例如“糖代谢正常”、“疑似糖代谢异常”、“脂质代谢正常”、“疑似脂质代谢异常”等的通知。另外,通知部147也可以通知“请到病院就诊”、“请重新考虑饮食生活”等的建议。然后,电子设备100结束如图14所示的处理。
在本实施方式中,电子设备100能够根据基于脉波的指标来估计被检者的血液的流动性以及糖代谢和脂质代谢的状态。因此,电子设备100能够以非侵入的方式且在短时间内估计出被检者的血液的流动性以及糖代谢和脂质代谢的状态。
在本实施方式中,电子设备100根据基于脉波的指标的极值及其时间,能够进行糖代谢的状态的估计和脂质代谢的状态的估计。因此,电子设备100以非侵入的方式且在短时间内估计出被检者的糖代谢和脂质代谢的状态。
在本实施方式中,电子设备100例如能够以基于饭前(空腹时)的脉波的指标为基准,估计被检者的糖代谢和脂质代谢的状态。因此,在不考虑短期内不发生变化的血管内径以及血管硬度等的情况下,能够准确地估计被检者的血液的流动性以及糖代谢和脂质代谢的状态。
在本实施方式中,电子设备100只要取得基于脉波的指标与血糖值、脂质值的校准,就能够以非侵入的方式且在短时间内估计被检者的血糖值、脂质值。
在本实施方式中,在被检者使用电子设备100来测定生物信息时,能够将具有被检部位的一侧的手腕推压于测定部120,用相反侧的手支承外装部110,或者将外装部110向该手腕侧推压。因此,根据电子设备100,一边用该相反侧的手移动电子设备100的位置一边容易调节被检部位与测定部120的位置关系。并且,被检者能够一边目视确认一边调整被检部位与测定部120的位置关系。这样一来,根据电子设备100,容易使测定部120恰当地与被检部位接触。
图15是表示一个实施方式的系统的概略结构的示意图。图15所示的系统构成为包括:电子设备100、服务器151、移动终端150、以及通信网络。如图15所示,由电子设备100计算出的基于脉波的指标通过通信网络向服务器151发送,并且作为被检者的个人信息存储于服务器151。在服务器151中,通过与被检者的过去的获取信息以及各种数据库进行比较,估计被检者的血液的流动性以及糖代谢和脂质代谢的状态。服务器151进一步创建最适合被检者的建议。服务器151向被检者所持有的移动终端150回复估计结果以及建议。移动终端150能够构建从移动终端150的显示部通知接收到的估计结果以及建议的系统。通过利用电子设备100的通信功能,能够在服务器151收集来自多个利用者的信息,因此推定的精度进一步提高。另外,由于将移动终端150用作通知单元,因此电子设备100不需要通知部147,进一步实现小型化。另外,由于在服务器151进行被检者的血液的流动性以及糖代谢和脂质代谢的状态的估计,因此能够减轻电子设备100的控制部143的运算负担。另外,由于能够将被检者的过去的获取信息保存于服务器151,因此能够减轻电子设备100的存储部145的负担。因此,电子设备100能够进一步小型化、简化。另外,运算的处理速度也得到提高。
本实施方式的系统构成为经由服务器151在通信网络上连接电子设备100和移动终端150,但本发明的系统并不限定于此。也可以构成为不使用服务器151,而直接在通信网络上连接电子设备100和移动终端150。例如,电子设备100也可以通过BLE(Bluetooth(注册商标)Low Energy)等协议将信息向移动终端150发送。
为了完全且清楚地公开本发明,对特征性的实施例进行了记载。但是,附上的权利要求不应被限定于上述实施方式,应构成为实现在本说明书所示的基础事项的范围内本技术领域技术人员能够创造的所有变形例以及可代替的结构。
例如,在上述的实施方式中,对在传感器部130具备角速度传感器131的情况进行了说明,但电子设备100的方式并不限定于此。传感器部130可以具备包含发光部和受光部的光学脉波传感器,也可以具备压力传感器。另外,电子设备100的佩戴并不限于手腕。传感器部130配置于颈部、脚踝、大腿、耳朵等动脉上即可。
例如,在上述的实施方式中,对估计饭前饭后的血液的流动性的情况进行了说明,但电子设备100所执行的处理并不限定于此。电子设备100既可以估计运动前后以及运动时的血液的流动性,也可以估计洗澡前后以及洗澡时的血液的流动性。
在上述的实施方式中,臂部133的固有振动频率也可以与所获取的脉波的振动频率接近。例如,在所获取的脉波的振动频率为0.5~2Hz(脉搏30~120)的情况下,臂部133也可以具有0.5~2Hz的范围中的任一固有振动频率。臂部133的固有振动频率能够通过改变臂部133的长度、重量、弹性体140的弹性率或弹簧常数等而实现最优化。通过使臂部133的固有振动频率最优化,电子设备100能够进行更高精度的测定。
在上述的实施方式中,以电子设备100测定脉波进行了说明,但也可以不必通过电子设备100测定脉波。例如,电子设备100可以与计算机或移动电话等的信息处理装置有线或无线地连接,将角速度传感器131所获取的角速度的信息向信息处理装置发送。在该情况下,信息处理装置也可以基于角速度的信息来测定脉波。信息处理装置也可以执行糖代谢和脂质代谢的估计处理等。在与电子设备100连接的信息处理装置执行各种信息处理的情况下,电子设备100也可以不具备控制部143、存储部145、通知部147等。另外,在电子设备100通过有线与信息处理装置连接的情况下,电子设备100也可以不具有电源部144,而从信息处理装置供给电力。
电子设备100也可以不具备上述的实施方式中说明的全部的可动部。电子设备100也可以仅具备在上述的实施方式中说明的可动部中的一部分。例如,测定部120也可以不构成为相对于外装部110能够上下方向位移。例如,测定部120也可以不构成为相对于外装部110能够旋转。
在上述实施方式中,对端部122a作为限制背面部113的可位移的范围的阻挡件发挥功能进行了说明。但是,在本发明中,作为阻挡件发挥功能的部分并不限定于端部122a。例如,如图16所示,也可以在臂部133上设置阻挡件部200。该阻挡件部200可以位于臂部133的触脉部132的下部。在该情况下,阻挡件部200与测定部120的上下移动连动地移动,因此即使对于手腕较细的人而言也能够作为阻挡件发挥功能。
上述实施方式的电子设备100可以还具有佩戴部160。图17是电子设备100的一个变形例的概略的外观立体图,是电子设备100具有佩戴部160的情况的外观立体图。佩戴部160也可以例如图17所示那样安装于电子设备100的罩部111。
佩戴部160是为了保持被检部位与测定部120的接触状态而使用的机构。在图17所示的例子中,佩戴部160是细长的带状的带。在图17所示的例子中,佩戴部160以一端160a与测定部120结合,另一端160b位于y轴负方向侧的方式安装于罩部111。
在电子设备100具有佩戴部160的情况下。被检者例如在使被检部位与测定部120接触的状态下,将佩戴部160卷绕于手腕,从而将另一端160b侧固定于背面部113的上端侧。另一端160b可以通过任意的方法固定于背面部113的上端侧。例如,另一端160b也可以通过挂钩固定于背面部113的上端侧。例如,另一端160b也可以通过表面扣件等其他的方法固定于背面部113的上端侧。这样,在电子设备100具有佩戴部160的情况下,利用佩戴部160将手腕固定于电子设备100,容易使被检部位与测定部120的接触状态稳定。由此,测定中被检部位与测定部120的位置关系不容易变化,因此能够稳定地测定脉波,测定的精度提高。
只要不损害生物信息测定功能,上述实施方式的电子设备100也可以不具有上述的全部的结构。例如,电子设备100也可以不具有外装部110的罩部111。
电子设备100的罩部111也可以在外装部110中以可装卸的方式设置。即,如图18的一例所示,罩部111也可以能够从外装部110卸下。在罩部111构成为能够装卸的情况下,被检者在进行生物信息的测定时,也可以卸下罩部111。例如,在未将电子设备100载置于台面上而使用的情况下,通过卸下罩部111,在生物信息的测定时,被检者容易保持电子设备100。
罩部111被卸下的状态的电子设备100例如也可以安装于底座。图19是表示电子设备100安装于底座170的状态下的一例的外观立体图。底座170可以由平板形状的构件构成。在图19所示的例子中,底座170在俯视时呈大致长方形状。
图20是表示电子设备100与底座170的结合状态的一例的图。在图20中示出了在将电子设备100的左侧的侧面部112b的一部分切下的状态下,电子设备100与底座170的结合的情形。如图20中的一例所示,底座170在电子设备100的安装位置处具有凸部171。凸部171沿x轴方向延伸。电子设备100在底面部114具有与凸部171对应的凹部。被检者通过将设置于底面部114的凹部嵌入底座170的凸部171,能够将电子设备100安装于底座170。通过这样的结构,对于被检者而言,容易决定底座170中的电子设备100的安装位置。此外,电子设备100与底座170的结合也可以不必通过图20所示的结构来实现。电子设备100和底座170可以通过其他任意的方法安装。
底座170可以在与电子设备100的安装位置不同的位置具有载置部172。载置部172例如设置于在被检者使用电子设备100而测定生物信息时,将手腕载置于底座170上的位置。载置部172例如可以由具有缓冲性的材料构成。
底座170可以在上表面具有佩戴部173。如图19所示的例子中,佩戴部173与图17的佩戴部160同样地是细长的带状的带。被检者例如使被检部位与测定部120接触,在将手腕载置于载置部172的状态下,将佩戴部173卷绕于手腕,从而将佩戴部173的端部173b侧固定于背面部113的上端侧。这样一来,能够将手腕固定于电子设备100。
通过在将电子设备100安装于底座170的状态下进行生物信息的测定,电子设备100容易经由底座170稳定地载置于桌子等台面上,因此被检部位与测定部120的接触状态容易变得稳定。因此,通过在将电子设备100安装于底座170的状态下进行生物信息的测定,容易更稳定地测定脉波,测定的精度提高。
标号说明
100:电子设备
110:外装部
111:罩部
111a、133a、160a:一端
112a、112b:侧面部
113:背面部
114:底面部
115:轴部
116a、123:连接部
120:测定部
121:主体部
122:壁面部
122a、173b:端部
123a:轴承
124:板簧
130:传感器部
131:角速度传感器
132:触脉部
133:臂部
133b、160b:另一端
140:弹性体
143:控制部
144:电源部
145:存储部
146:通信部
147:通知部
150:移动终端
151:服务器
160、173:佩戴部
170:底座
171:凸部
172:载置部
200:阻挡件部
Claims (16)
1.一种电子设备,其中,包括:
外装部,具有由用户保持的保持面;以及
测定部,能够相对于所述外装部位移,
所述测定部具有:
臂部,能够根据用户的脉波进行位移;以及
传感器,能够检测基于所述脉波的所述臂部的位移。
2.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述测定部能够沿着与所述保持面交叉的位移面而发生位移,
所述臂部根据所述用户的脉波,能够在与所述位移面交叉的方向上位移。
3.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述臂部还能够在沿着所述保持面的方向上位移。
4.如权利要求2所述的电子设备,其中,
所述外装部具有沿着所述保持面的方向延伸的轴部,
所述测定部能够以所述轴部为轴进行旋转位移。
5.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述外装部具有罩部,所述罩部能够在与所述臂部的位移方向大致平行的方向上位移。
6.如权利要求5所述的电子设备,其中,
所述罩部能够相对于所述外装部装卸。
7.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具有:
通知部,通知基于所述臂部的位移而测定的生物信息的测定结果。
8.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述臂部还具有与所述用户的被检部位接触的触脉部。
9.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具有:
弹性体,在使所述测定部与被检部位接触的状态下,对所述臂部向所述被检部位侧施力。
10.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述传感器检测根据所述用户的脉波的所述臂部的角度变化。
11.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述臂部的固有振动频率大致等于所述用户的脉波的振动频率。
12.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述臂部的固有振动频率为0.5Hz以上且2Hz以下的范围内的任一振动频率。
13.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具有:
控制部,计算基于脉波的指标,所述脉波是通过由所述传感器检测所述臂部的位移而获取的,
所述控制部根据计算出的所述指标来估计所述用户的糖代谢或脂质代谢的状态。
14.如权利要求13所述的电子设备,其中,
所述控制部根据所述传感器所获取的脉波计算与反射波相关的指标,根据计算出的与该反射波相关的指标来估计所述用户的糖代谢或脂质代谢的状态。
15.如权利要求1所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具有:
控制部,计算基于脉波的指标,所述脉波是通过由所述传感器检测所述臂部的位移而获取的,
所述控制部根据计算出的所述指标来估计所述用户的血液的流动性。
16.如权利要求15所述的电子设备,其中,
所述控制部根据所述传感器所获取的脉波计算与反射波相关的指标,根据计算出的与该反射波相关的指标来估计所述用户的血液的流动性。
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